Оценка геокриологических условий Ямала в целях перспектив развития нефтегазовой отрасли

Оценка геокриологических условий Ямала в целях перспектив развития нефтегазовой отрасли

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ       

"ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Геологический факультет

Кафедра гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии

Оценка геокриологических условий Ямала в целях

перспектив развития нефтегазовой отрасли

Дипломная работа

Специальность 020304 Гидрогеология и инженерная геология

Специализация – Инженерная геология

Допущено к защите ГАК

Зав. кафедрой __________________ В.Л. Бочаров, д.г.-м.н. ____  _______ 2006 г.

Студент _______________________ С.Г. Карпенко

Руководитель ___________________ Ю.М. Зинюков, к.т.н.

Воронеж – 2006

Содержание:

Введение                                                                                                            3

Глава 1.  Физико-географический очерк                                                  4-9

Глава 2.  Геологическое строение района                                               10-46  

     2.1 Стратиграфия и литология                                                           10-26                                                              

2.2 Геоморфология                                                                                   27-39

2.3 Тектоника                                                                                           39-44                                                                                                           

2.4 Полезные ископаемые                                                                       45-46

Глава 3.  Гидрогеологические условия                                                     47-53

Глава 4.  Экономические предпосылки для оценки инженерно-геологических и геокриологических условий на

                 полуострове Ямал                                                                         54-61                                                                                   

4.1             Краткий обзор тенденций развития мировой энергетики         54-56

4.2 Ямало-Ненецкий автономный округ как полюс роста

национальной экономики                                                                  56-58                                                       

4.3    Прогноз развития нефтегазового сектора ЯНАО                        58-60                       

4.4       Роль исследований криолитозоны полуострова Ямал для

инфраструктурных проектов региона                                           60-61                                                                      

Глава 5. Оценка геокриологических условий Ямала в целях

перспектив развития нефтегазовой отрасли                            62-95                                    

     5.1  Характеристика криолитозоны Ямала                                          62-66      

     5.2 Глобальные климатические тенденции и прогноз развития

           криолитозоны района                                                                          66-78                                 

     5.3  Принципы районирования криолитозоны Ямала                          79-81

     5.4 Анализ негативных факторов эксплуатации нефтегазовых

          месторождений района                                                                        82-94

     5.5 Оценка геокриологических условий Ямала                                       94-95

    Заключение                                                                                                        96-97

    Литература                                                                                                         98-99

    Список графических приложений                                                                 100

Введение

Основу данной дипломной работы составили материалы производственной практики в ФГУП «ВСЕГИНГЕО» (Всероссийский Научно-Исследовательский Ин­ститут Гидрогеологии и Инженерной Геологии), где автор работал техником-геоло­гом в отделе региональной гидрогеологии и геокриологии с июня по сентябрь 2005 года.

Целью работы является оценка геокриологических условий полуострова Ямал с точки зрения планируемого в течение следующих 20-ти лет масштабного освоения углеводородных месторождений региона. По сути, в условиях развития многолетне­мерзлых толщ в инженерно-геологических изысканиях ведущее место занимает оценка и прогноз динамики развития криолитозоны, изучение специфики геокриоло­гических процессов.

Гидрогеологические, геокриологические и частично экологические исследова­ния на Ямале носят ярко выраженный практический характер. Освоение 26 газоконденсатных месторождений полуострова с общими разведанными запасами в 10,4 трлн. м3 природного газа приведет к необходимости соз­дания соответствующей инфраструктуры и увеличения количества людей, занятых преимущественно в нефтегазовой сфере. Повысится степень техногенного воздейст­вия на криолитозону, часто ведущего к ее деградации за счет изменений характера тепло- и массопереноса в горных породах. Следует учитывать также потенциальную вероятность крупных климатических изменений за счет глобального потепления, по­следствия которого по результатам компьютерного климатического моделирования ИГКЭ приведут к повышению в течение столетия среднегодовой температуры воз­духа на Ямале на 4-6˚C. Одновременное влияние обоих этих факторов за счет резкой интенсификации геокриологических процессов на полуострове  способно увеличить стоимость реализации масштабных проектов в нефтегазовой сфере. Поэтому логичным оказалось включение в текст данной диплом­ной работы раздела, посвященного прогнозу развития мировой энергетики в XXI веке и оценке спроса на основной ресурс полуострова – природный газ. Ведь, по оценкам аналитиков,  размер инвестиций в месторождения полуострова Ямал должен соста­вить порядка 200 млрд. долларов США.

Особую благодарность за активную помощь в подготовке работы автор хотел бы выразить сотрудникам ВСЕГИНГЕО Дубровину В.А. и Голицыну М.С., а также своему научному руководителю – Зинюкову Ю.М.

Глава 1. Физико-географический очерк

Географическое положение и орогидрография

Рис.1. Схема расположения полуострова Ямал и близлежащих территорий

Полуостров Ямал административно является частью Ямало-Ненецкого АО Тюменской области, географически полуостров расположен за Полярным кругом. Протяженность полуострова с юга на север от пос. Панаевский до мыса Скуратова составляет почти 670 км, а с запада на восток в средней, наиболее широкой его части – около 250 км. Естественной южной границей Ямала является широтный отрезок долины р. Оби, на востоке он ограничен Обской губой, на севере и западе – Карским морем и Байдарацкой губой. Эта огромная по площади территория, прости­рающаяся от лесотундры на юге до арктической тундры на севере, является одним из наиболее труднодоступных, малонаселенных и малоосвоенных районов Западной Сибири.

Полуостров Ямал – плоская, в разной степени расчлененная  низменная рав­нина, абсолютные отметки  которой изменяются от первых метров на побережьях Карского моря и Обской губы до 80-95 м в осевой части полуострова и 100-120 м в Приуральских его районах. На большей площади равнина более или менее четко террасирована. В орографическом отношении территория почти полностью нахо­дится в пределах Западно-Сибирской равнины. В целом для орографии Ямала ха­рактерно постепенное снижение высот от центральных их частей к периферии.

Наибольшая густота расчленения характерна для севера и запада Ямала. Здесь плоская в общем плане поверхность глубоко изрезана густой речной и моло­дой овражной сетью с резкими, почти каньонообразными формами. Глубина эро­зионного вреза на большей части территории водораздельных равнин составляет 30-50 м, а в пределах возвышенных участков наиболее древней равнины врез мес­тами достигает 50-70 м.

Реки Ямала относятся к бассейну Карского моря и его заливов – Байдарац­кой и Обской губ. Наиболее крупными реками, впадающими непосредственно в Карское море, являются реки Яхадыяха, Холеяха, Иондаяха. Сядоръяха, Пыякоя­яха, Пухучаяха, Тиутейяха, Харасавэй, Сёяха (Мутная), Мордыяха. Южнее, в Бай­дарацкую губу впадают реки Ясовейяха, Юрибей, Еркутаяха, Ензоръяха и Байда­рата. В Обскую губу текут реки Хабейяха, Тамбей, Сабеттаяха, Венуйеуо, Сёяха (Зеленая), Сабъяха, Нурмаяха, Салетаяха, Яхадыяха. На самом юге территория по­луострова Ямал прилегает к низовьям р. Обь. Здесь в нее впадают реки южного Ямала – Хадытаяха, Щучья, Харвута и другие.

Все реки типично равнинные. Для них характерны небольшие уклоны долин и скорости течения, значительная извилистость русел. Скорость течения изменя­ется от 0,5-0,6 м/сек в верховьях до 0,1-0,2 м/сек в нижнем течении. Перепады от­меток урезов колеблются в основном от 20-30 м в верховьях до 0 м в устьях рек, впадающих в море и заливы, и 2-3 м в устье притоков р. Оби. Большинство рек имеют широкие (до 10 км), корытообразные, плоские и заболоченные долины. Большая часть площади речных долин занята поймой.

Почти вся территория Ямала интенсивно заозерена, особенно южная поло­вина полуострова. Большинство озер имеют термокарстовое происхождение, мел­кие по размерам и глубине (до 2-4 м). Широко распространены старичные озера в поймах рек. Особую группу составляют крупные и крупнейшие (до 20-25 км в по­перечнике) озера с глубиной до 40-50м, образующие в южной половине Ямала “семейства” сближенных подобных водоемов (Нейто, Ямбуто, Тэтанто, Сохонто и др.), обнаруживающие определенную структурно-тектоническую приуроченность. В целом заозеренность площади междуречий на севере полуострова колеблется в пределах 1-5 (до 10%), на юге увеличивается до 20%. Заболоченность широко рас­пространена на всех плоских элементах рельефа Ямала, особенно интенсивна на поймах и лайдах. Обычны арктические минеральные и торфяно-минеральные бо­лота, на юге полуострова – плоско-бугристые комплексные.

Заозеренность территории полуострова неравномерна. Она в целом равна 10% и увеличивается с севера на юг, резко возрастая к югу от 71 параллели. Эта тенденция особенно четко проявляется в пределах водораздельных равнин. Субме­ридианальное увеличение общей заозеренности во многом обусловлено потепле­нием климата в южном направлении и более широким развитием современного термокарстового процесса, приводящего к образованию многочисленных озер. Кроме того, в распределении древних термокарстовых озер, образовавшихся в климатический оптимум голоцена, отмечается та же закономерность: их много в центральных и южных районах Ямала и мало на севере.

Климат

Изученный район отличается суровым климатом с продолжительной (до 9 месяцев) холодной зимой и прохладным летом. Среднегодовые температуры воз­духа по наблюдениям метеостанций Нового Порта и Мыса Каменного составляют –9,3º С и -10º С. Преобладающая основная температура наиболее холодных меся­цев (январь-февраль) -22º С (абсолютный минимум -57º С). Полярный день длится примерно 68 суток, а полярная ночь – 45 суток. Снег выпадает в конце сентября - октябре, а сходит  начале июня. Максимальная его мощность в понижениях рель­ефа достигает 4 м к концу апреля. Зимой наблюдаются полярные сияния, сопрово­ждаемые магнитными бурями. Летняя (середина июля – середина августа) дневная температура - 11-13º С (абсолютный максимум 30º С). Среднемноголетние значе­ния суммы выпавших осадков составляют 446 мм (Мыс Каменный) и 451 мм (Но­вый Порт). Весной и летом преобладают северные и северо-восточные ветры, а осенью и зимой – южные и юго-западные, со средней скоростью 5-10 м/сек, иногда скорость ветра превышает 25 м/сек. В формировании температурного режима полу­острова большое значение имеет открытость территории, способствующая как сво­бодному проникновению холодного арктического воздуха с севера, так и выносу прогретых воздушных масс с юга на север, что приводит к резким изменениям температуры в течение года и даже суток.

В тундровой зоне Ямала выделяются подзоны (с севера на юг): арктических тундр (к северу от 71°с.ш.), мохово-лишайниковых (типичных) тундр (к северу от р. Надуйяха) и кустарниковых тундр. 

Население

После присоединения Западной Сибири к России территория Ямало-Ненец­кого округа долгое время была краем почти безлюдным, в котором обитали лишь племена ненцев, селькупов, ханты. Они вели преимущественно кочевой образ жизни, занимались оленеводством и охотой. Русские в основном селились по бере­гам рек, строя казачьи и торговые фактории.

Ситуация кардинально изменилась в 50-х годах прошлого века, когда нача­лось освоение природных богатств автономного округа. Тогда произошло увеличе­ние численности населения, и изменился национальный состав округа. По данным Всесоюзной переписи населения 1939 года в округе проживало 45734 человека, в том числе 15348 кочевников. В Салехарде было 12720 жителей, тысяча домов и 27 улиц. Для сравнения - в 1932 году в Обдорске было 4800 жителей, 250 домов и 9 улиц. За последние десятилетия население округа выросло в несколько раз. Это связано с крупным хозяйственным строительством и освоением северных террито­рий. В Ямало-Ненецком автономном округе на 1 января 2005 года проживало не­многим более 500 тысяч человек, из них 48 процентов - женщины, 52 процента - мужчины. Средняя плотность населения 0,7 человек на 1 квадратный километр
(в Среднем по России – 8,7 человек на 1 квадратный километр).

Ямало-Ненецкий автономный округ – историческая родина малочисленных народов Крайнего Севера: ненцев, ханты, селькупов, манси. Доля аборигенного на­селения в общей численности населения округа составляет семь процентов (35 ты­сяч человек), кочевой образ жизни ведут более 13 тысяч человек (что составляет 40 процентов от всего аборигенного населения). Для поддержки коренных малочис­ленных народов Севера в автономном округе действуют специальные программы и предусматриваются средства в окружном бюджете.

Что касается непосредственно населения полуострова Ямал, оно сосредото­чено в поселках на берегу моря и состоит из русских, ненцев, ханты. Помимо при­брежных поселков Тамбей, Мордыяха, Марресале (полярная станция Марресале), Усть-Юрибей, имеются поселения в глубине полуострова – Таркосале (в верховьях Юрибея), Яроно (на р. Еркутаяха). Кроме того, в связи с поисками нефти и газа здесь развиваются поселки нефтеразведочных экспедиций (Тамбей, Харасавэй), а в районе подготавливаемого к разработке Бованенковского месторождения углево­дородов – вахтовый поселок Газпрома с причалами и подбазами на участке мыса Харасавэй. Грузы доставляются сюда морским транспортом через Архангельск, а также по Обской губе до пос. Сеяха на восточном берегу Ямала, откуда автозимни­ком до пос. Бованенковский. С юга (от ж.д. ст. Обская Сейда – Лабытнанги) к по­селкам Бованенковский и Харасавэй начата прокладка железной дороги.

Экономика района

Важнейшим для экономики как ЯНАО, так и полуострова Ямал, является неф­тегазовый комплекс. Большинство экономически активного населения полуострова занято в разработке уникальных газовых месторождений – Бованенковского, Хараса­вэйского, а также других месторождений как нефти и газа, так и газоконденсата. Од­ним из глобальных долгосрочных проектов является освоение газовых запасов полу­острова и шельфа Карского моря. Здесь открыты 11 газоносных и 15 нефтегазокон­денсатных месторождений. Потенциальные ресурсы с учетом газа на шельфе оцени­ваются в 50,5 трлн. кубометров, жидких углеводородов – более 5 млрд. тонн.

Еще одно крупнейшее начинание – создание на территории Полярного Урала нового центра горнорудной промышленности, обеспечивающего сырьем металлур­гию соседних регионов. Уже сегодня на Полярном Урале ведется разработка бога­тейших месторождений хрома, марганца, бокситов, золота. По оценкам специалистов, общая стоимость запасов горного сырья оценивается в 220 млрд. долларов.

Совместно с Сибирским научным аналитическим центром и РАО «Российские железные дороги» администрация ЯНАО сейчас работает над развитием сети желез­ных и автомобильных дорог и телекоммуникационных систем. Они должны связать арктический Ямал с крупными промышленными центрами Урала. Проект также пре­дусматривает развитие энергетики и нефтегазохимии на базе попутного нефтяного и низконапорного газа, запасы которого на полуострове огромны.

В целом, отрасли в экономике полуострова Ямал развиваются в тех же пропор­циях и с той же спецификой, что и в Ямало-Ненецком АО (рис.2). ТЭК резко преобладает в создании валового регионального продукта, поэтому власти ЯНАО по мере разработки богатых углеводородных ресурсов полуострова и шельфа Карского моря побуждают основных производителей диверсифицировать де­нежные потоки за счет промышленности более высоких переделов: переработка (главным образом нефтехимия, переработка попутных газов, заводов СПГ и т.д.), а также электроэнергетики, которая способна на местном газовом сырье быть более рентабельной и поставляться в перспективе на проектируемые предприятия Поляр­ного Урала.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12